[project @ 1998-12-02 13:17:09 by simonm]
[ghc-hetmet.git] / ghc / interpreter / library / Complex.hs
diff --git a/ghc/interpreter/library/Complex.hs b/ghc/interpreter/library/Complex.hs
new file mode 100644 (file)
index 0000000..c579579
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,92 @@
+
+module Complex(Complex((:+)), realPart, imagPart, conjugate, mkPolar,
+               cis, polar, magnitude, phase)  where
+
+infix  6  :+
+
+data  (RealFloat a)     => Complex a = !a :+ !a  deriving (Eq,Read,Show)
+
+
+realPart, imagPart :: (RealFloat a) => Complex a -> a
+realPart (x:+y)         =  x
+imagPart (x:+y)         =  y
+
+conjugate       :: (RealFloat a) => Complex a -> Complex a
+conjugate (x:+y) =  x :+ (-y)
+
+mkPolar                 :: (RealFloat a) => a -> a -> Complex a
+mkPolar r theta         =  r * cos theta :+ r * sin theta
+
+cis             :: (RealFloat a) => a -> Complex a
+cis theta       =  cos theta :+ sin theta
+
+polar           :: (RealFloat a) => Complex a -> (a,a)
+polar z                 =  (magnitude z, phase z)
+
+magnitude, phase :: (RealFloat a) => Complex a -> a
+magnitude (x:+y) =  scaleFloat k
+                    (sqrt ((scaleFloat mk x)^2 + (scaleFloat mk y)^2))
+                   where k  = max (exponent x) (exponent y)
+                         mk = - k
+
+phase (x:+y)    =  atan2 y x
+
+
+instance  (RealFloat a) => Num (Complex a)  where
+    (x:+y) + (x':+y')  =  (x+x') :+ (y+y')
+    (x:+y) - (x':+y')  =  (x-x') :+ (y-y')
+    (x:+y) * (x':+y')  =  (x*x'-y*y') :+ (x*y'+y*x')
+    negate (x:+y)      =  negate x :+ negate y
+    abs z              =  magnitude z :+ 0
+    signum 0           =  0
+    signum z@(x:+y)    =  x/r :+ y/r  where r = magnitude z
+    fromInteger n      =  fromInteger n :+ 0
+
+instance  (RealFloat a) => Fractional (Complex a)  where
+    (x:+y) / (x':+y')  =  (x*x''+y*y'') / d :+ (y*x''-x*y'') / d
+                          where x'' = scaleFloat k x'
+                                y'' = scaleFloat k y'
+                                k   = - max (exponent x') (exponent y')
+                                d   = x'*x'' + y'*y''
+
+    fromRational a     =  fromRational a :+ 0
+
+instance  (RealFloat a) => Floating (Complex a)        where
+    pi             =  pi :+ 0
+    exp (x:+y)     =  expx * cos y :+ expx * sin y
+                      where expx = exp x
+    log z          =  log (magnitude z) :+ phase z
+
+    sqrt 0         =  0
+    sqrt z@(x:+y)  =  u :+ (if y < 0 then -v else v)
+                      where (u,v) = if x < 0 then (v',u') else (u',v')
+                            v'    = abs y / (u'*2)
+                            u'    = sqrt ((magnitude z + abs x) / 2)
+
+    sin (x:+y)     =  sin x * cosh y :+ cos x * sinh y
+    cos (x:+y)     =  cos x * cosh y :+ (- sin x * sinh y)
+    tan (x:+y)     =  (sinx*coshy:+cosx*sinhy)/(cosx*coshy:+(-sinx*sinhy))
+                      where sinx  = sin x
+                            cosx  = cos x
+                            sinhy = sinh y
+                            coshy = cosh y
+
+    sinh (x:+y)    =  cos y * sinh x :+ sin  y * cosh x
+    cosh (x:+y)    =  cos y * cosh x :+ sin y * sinh x
+    tanh (x:+y)    =  (cosy*sinhx:+siny*coshx)/(cosy*coshx:+siny*sinhx)
+                      where siny  = sin y
+                            cosy  = cos y
+                            sinhx = sinh x
+                            coshx = cosh x
+
+    asin z@(x:+y)  =  y':+(-x')
+                      where  (x':+y') = log (((-y):+x) + sqrt (1 - z*z))
+    acos z@(x:+y)  =  y'':+(-x'')
+                      where (x'':+y'') = log (z + ((-y'):+x'))
+                            (x':+y')   = sqrt (1 - z*z)
+    atan z@(x:+y)  =  y':+(-x')
+                      where (x':+y') = log (((1-y):+x) / sqrt (1+z*z))
+
+    asinh z        =  log (z + sqrt (1+z*z))
+    acosh z        =  log (z + (z+1) * sqrt ((z-1)/(z+1)))
+    atanh z        =  log ((1+z) / sqrt (1-z*z))